Geschaltete Verstärker, auch "Digitalverstärker" genannt

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Hallo Leutz,

hier möchte ich mal fragen, welche Schaltverstärker es als Fertigprodukte gibt und welche Erfahrungen damit gemacht wurden.

Geschaltete Verstärker, im Volksmund "Digitalverstärker" genannt gibt es ja schon seit vielen Jahren und sie werden immer weiter domestiziert.

Vom Aspekt des Wirkungsgrades mit Sicherheit interessant.

Grüßle vom Charly

[Replace E]

AW: Geschaltete Verstärker, auch "Digitalverstärker" genannt

Hallo und Gruß!

vor einiger Zeit hatte ich Gelegenheit, die damals neu herausgekommene Digitalendstufe 1092 von Rotel an meiner Vertigo zu testen.

Die Leistungsdaten und der moderate Preis schienen vielversprechend. Ein erster Test in der AUDIO stufte das Gerät in die Spitzenklasse ein.

Also habe ich das Leichtgewicht unter den Arm geklemmt und einmal ausprobiert.

Meine Erfahrungen waren äußerst zwiespältig: In der Tat vermittel diese Endstufe vom ersten Takt an den Eindruck unbändiger, um nicht zu sagen brutaler Kraft.
Attacken kommen mit einer explosionsartigen Energie aus den LS. Ich ertappte mich dabei, nach Dynamikspitzen zu suchen und Detonationen in den Hörraum zu prügeln.
Doch schon nach kurzer Zeit, als sich der Pulverdampf verzogen hatte und die Überrumpelung verdaut war, drängte sich ein anderer, sehr bedenklicher Umstand in den Vordergrund: Das klang nicht natürlich, sondern irgendwie falsch. Irgendwie erinnerte mich diese überdrehte Dynamik an einen Comic, bei dem die Naturgesetze keine Rolle mehr spielen. Der Klang schien auseinanderzufallen: Leisere Musikpassagen wirkten belang- und leblos, irgendwie tot. Über allem lag eine leichte Rauhigkeit. Zwischentöne gab es kaum. Die Musik berührte mich nicht... bis dann wieder ein Fortissimo kam und alles wegblies.

Natürlich habe ich mich sofort gefragt: Ist nicht vielleicht doch DAS der richtige Klang? Hast du nicht vorher viel zu "soft" gehört, weil deine Endstufen es nicht packten?

Doch diese Fragen konnte ich klar verneinen. Damals hörte ich noch die großen Monoblöcke SP 998 von Vincent. Die sind zwar Welten von meinem jetzigen Emitter entfernt, doch in der Natürlichkeit der Wiedergabe stellten schon sie die Rotel-Endstufe in meinen Ohren klar in den Schatten. Ein direkter Vergleich mit dem Emitter blieb der Rotel 1092 erspart.

Nach zwei Tagen war mir der unsensible Klang der 1092 so lästig, dass ich das Gerät noch vor der Zeit dem Händler zurückgegeben habe.

Es mag bessere "Digital"-Endstufen geben und vielleicht auch welche, die zu meinen LS besser passen. Vielleicht passt diese Verstärkertechnik auch eher zu Pop und Rock als zu klassischer Musik wie bei mir.
Doch für mich war die Erfahrung mit der "neuen" Verstärkertechnik eine herbe Enttäuschung.

[OpenEnd]

AW: Geschaltete Verstärker, auch "Digitalverstärker" genannt

Hallo Eusebius,

man kann nicht alle Schaltverstärker über einen Kamm scheren. Habe da auch schon die unterschiedlichsten Klangeindrücke gehabt.

Am Besten haben mir bisher die Schaltverstärker von Mircea Naiu gefallen. Zwei Unterschiedliche hatte ich mal mit bei Claus anläßlich einer Forenfete. Die muß ch mir mal wieder in Ruhe anhören.

Muß auch hier mal wieder die Bilder einstellen.

Hier hänge ich mal eine Diplomarbeit über Class D Verstärker an.

Grüßle vom Charly

[KSTR]

AW: Geschaltete Verstärker, auch "Digitalverstärker" genannt

Die Stufe in dem PDF... nun denn, ziemlicher Aufwand im Vgl. zu Bruno Putzeys' UcD-Variante, bei denen auch noch das Output-Filter innerhalb der Schleife liegt. Klingen tun sie auch gut, die UcDs.

http://hypex.nl/docs/ucd_aes.pdf
http://hypex.nl/applicationnotes.htm

Generell kann man Class-D-Amps relativ schlecht sounden, d.h. wenn sie zufriedenstellend bis sehr gut funktionieren (und sich so auch messen), dann klingen sie auch sehr neutral, manchen halt zu neutral.

Grüße, Klaus

[Replace E]

AW: Geschaltete Verstärker, auch "Digitalverstärker" genannt

Huiii...

Erst wochenlang nichts und dann gleich mehrere technischen Breitseiten auf mein Hörerlebnis! :schreck:

Ihr verzeiht bitte, wenn ich mich als Nichttechniker da nicht komplett durchkämpfe.

[Stefan]

AW: Geschaltete Verstärker, auch "Digitalverstärker" genannt

Hallo an die Techniker,


Mich würde beim Thema Digitalverstärker extrem die Frage interessieren ob dieses Prinzip auch wirklich laststabile Konstruktionen ermöglicht, die auch bei LS Impedanzen von bis zu 1 Ohm noch gut Strom liefern können ?

Was Laststabilität bei Verstärkern betrifft bin ich nämlich ein gebranntes Kind...

Weil, im Winter ist so eine doppelte Krell Class A Heizung ja noch angenehm aber im Sommer manchmal dann doch ziemlich heftig...... feif::zwink:


Viele Grüsse

Stefan

[Replace E]

AW: Geschaltete Verstärker, auch "Digitalverstärker" genannt

Hallo Stefan!
Die erste Antwort kommt von mir als Nicht-Techniker:

Bei der von mir zitierten Rotel-Endstufe, die es ja auch als zwei Mono-"Blöcke" mit identischen Daten gibt, sah der bekannte Spannungswürfel in der AUDIO aus wie eine Sprungschanze.

Ausgehend von einem extrem hohen Niveau an 8 Ohm fiel die Spannung bis 2 Ohm hinunter stark ab.

An den Flanken gab es dabei aber keinerlei Senken oder Einbrüche.

Heißt also: Niedrige Impedanzen nagen zwar an der Kraft der Rotels.
Phasenverschiebungen lassen sie aber wohl unbeeindruckt.

Ob das für deine "Biester" reicht?

Gruß!

[OpenEnd]

AW: Geschaltete Verstärker, auch "Digitalverstärker" genannt

Hallo Stefan,

ich werde mir die Module von Hypex mal näher ansehen. Dabei wird sich dann auch herausstellen, was die Teile leisten können.

Grüßle vom Charly

[jakob]

AW: Geschaltete Verstärker, auch "Digitalverstärker" genannt

Die Frage der Laststabilität ist gerade im Zusammenhang mit PWM.Endstufen (aka Digital-Verstärkern) wichtig, aber, wen überraschts , nicht pauschal zu beantworten.

Neben anderen Faktoren spielt das notwendige Ausgangsfilter eine Rolle.
Neben der grundsätzlichen Laststabilität, die wie z.B. bei der Audio über einen breiten Bereich von Lastimpedanzen (also inklusive der Phasendrehungen bei komplexen Impedanzen), aber bei einer festen Frequenz, 1kHz sofern ich mich recht erinnere, gemessen wird, gibt es durch das Ausgangsfilter auch eine Beeinflussung des Amplitudenfrequenzganges bei verschiedenen Lastfällen.

Bei den meisten PWM-Endstufen folgt ein rein passives Ausgangsfilter nach der eigentlichen Endstufe, und somit ist, wie auch von LS-Weichen bekannt, eine korrekte Auslegung nur noch für einen einzigen Lastwiderstand möglich.
Für diesen erreicht die Endstufe ihre besten Werte, alle anderen Lastimpedanzen führen zwingend zu Abweichungen.

Insbesondere bei frühen Modellen war dies relativ kritisch, da aufgrund der verfügbaren Technologie, die Schaltfrequenzen noch nicht so hoch ausfielen und somit die Ausgangsfilter relativ dicht am Audiofrequenzband liegen mußten.
Bei neueren Modellen mit entsprechend höheren Schaltfrequenzen ist das Problem zwar grundsätzlich immer noch vorhanden, aber wirkt sich erst bei höheren Frequenzen aus.
Zur Illustration zwei Data-Sheets von IcePower-Modulen, das erste Modul für geringere Ansprüche, das zweite aus der jetzigen Spitzenserie:

http://www.icepower.bang-olufsen.com...200ascdata.pdf

http://www.icepower.bang-olufsen.com...asheet_1_0.pdf
(jeweils zu finden in der Meßdiagrammabteilung in der zweiten Hälfte der PDFs)

Bei den von KSTR erwähnten UCD-Modulen nach Bruno Putzeys entschärft er dieses Problem durch eine Gegenkopplungsschleife, die nach dem Ausgangsfilter ansetzt; die entsprechend geringere Änderung bei verschiedenen Lastimpedanzen sieht man im Data-Sheet:

http://www.hypex.nl/docs/UcD400OEM%20datasheet.pdf

Was konkret die Eingangsfrage angeht, so muß man wohl zunächst von der angegebenen minimalen Last ausgehen, die z.B. bei UCD 1 Ohm beträgt, danach nach dem maximalen Ausgangsstrom suchen (bei UCD180 sind es 20A, bei dem erwähnten IcePower-Modul wären es 30A), dann nachrechnen, ob es für die Möglichkeiten des LS ausreicht, oder hier schon Begrenzung eintritt.
Danach hilft neben eigener Hörerprobung vielleicht auch eine Nachfrage bei den Herstellern, ob es Meßwerte/Erfahrungswerte auch für diese Anwendungsfälle gibt.

Gruß

[Guest]

AW: Geschaltete Verstärker, auch "Digitalverstärker" genannt

Ich bin ja eher dafür, sich solche Teile mal anzuhören.:grinser:

Ich hab wenig Erfahrung mit Digitalverstärkern, hab aber auch schon einige bei Händlern in der Vorführung hören können und kann den Höreindruck generell von Rainer schon nachvollziehen, hängt aber natürlich immer von einer Gesamtanlage ab. Sie hatten dabei schiere Kraft bei impulsreicher Musik, schwächelten jedoch wenn es darum gilt, bei eher ruhigen Passagen Klangfarben und feinere Dynamikabstufungen zu Gehör zu bringen. Ich empfand sie als ein wenig "steril", weniger "musikalisch". Aber wie gesagt, ganz subjektive Eindrücke ohne Gewähr. Ein Eindruck halt.

Mich beeindrucken auch keine hübschen Bilder.:grinser:

Gruß
Franz

[jakob]

AW: Geschaltete Verstärker, auch "Digitalverstärker" genannt

Ich bin ja eher dafür, sich solche Teile mal anzuhören.

Letztendlich zwar das einzige, was _wirklich_ hilft, aber bei spezielleren Lastproblemen halte ich es für eine gute Idee, beim Hersteller rückzufragen, damit nicht direkt etwas "abraucht".

Gruß

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AW: Geschaltete Verstärker, auch "Digitalverstärker" genannt

@ all
Ich habe da mal etwas, was ich mal als offene Frage in den Raum stellen möchte, plus Hörerfahrungen, alles ganz ohne den technischen Hintergrund Wissen, da ich mich technisch nie mit diesen Endstufen Arten beschäftigt habe.

Es gibt ganz klare Vorteile von Schaltverstärker.
Technisch gesehen eine fast unerschöpfliche Anstiegszeit, nur durch den Transistor und seiner Schaltfähigkeit begrenzt. Die Filterstufen lasse ich jetzt mal weg, kommt später.
Die sehr hohe Leistungsausbeute, welche ja bei ca. 85-95% liegt und man mit sehr kleinen Bauteilen und extrem niedrigen Temperaturen auskommt um mal eben aus so einem kleinen Teil mal einfach 500-1000 VA im PA Bereich bis zu 7000 VA raus zu werfen.

Jetzt gibt es da ein paar Punkte die mich aber etwas stören.
Da ein Transistor ja nicht gleichzeitig an/aus geschaltet werden kann muss eine kleine Verzögerung eingebaut werden, damit immer gewährleistet ist das ein Transistor immer nur ein Schaltimpuls bekommt, das bringt eine Zeitverzögerung mit sich und das bei jedem Schaltvorgang.

Das nächste Problem, alle reden davon wie klangschädlich die Spulen und Kondensatoren einer passiven Box im Vergleich zu Aktiv-Box sind/klingen und welche große Nachteile das im Impulsverhalten hat und Phasendrehungen etc.

So ein Schaltverstärker muss sein Audiosignal durch Ferritkernspulen und dünne Drähtchen drücken, welche in einem High End Lautsprecher nichts zu suchen hat vor allem wenn da richtig was durch geht, da geht man auf Luft Draht- und Folienspulen.

Also für eine „Aktive Box“ hat es in meinen Augen, die gleichen in dem Fall sogar noch schlechtere Bauteile im Signalweg.

Und nun zum Klang.
Ich kenne durch die Studios in denen ich schon war und LS gehört habe, wie sich „typische“ passive/aktiven mit Class A/B und aktive / passive mit Class D, und Class A anhören.

Die Class D Verstärker in Zusammenhang aktiv/passiv-LS, haben in meine Ohren immer kalt, steril und unmusikalisch angehört.

Aktiv-LS mit A/B Verstärker klangen dagegen in der Regel immer „richtiger“, tiefer und feiner.

Vielleicht kann man ja mal so ein Class D Verstärker mit richtig fetten Luft Draht- Folienspulen aufbauen statt der kleinen Kernspulen, vielleicht war es das schon, aber im Moment ist es für mich ein „no go“.

[KSTR]

AW: Geschaltete Verstärker, auch "Digitalverstärker" genannt

Technisch gesehen eine fast unerschöpfliche Anstiegszeit, nur durch den Transistor und seiner Schaltfähigkeit begrenzt. Die Filterstufen lasse ich jetzt mal weg, kommt später.

Ein Interna, das nicht wirklich zur Sache tut. Man muss das Gesamtsystem betrachten, mit Filter.

Die sehr hohe Leistungsausbeute, welche ja bei ca. 85-95% liegt und man mit sehr kleinen Bauteilen und extrem niedrigen Temperaturen auskommt um mal eben aus so einem kleinen Teil mal einfach 500-1000 VA im PA Bereich bis zu 7000 VA raus zu werfen.

Nur nebenbei, der Wirkungsgradvorteil gegenüber Class-A/B-Stufen liegt im Bereich kleiner Aussteuerung.

Da ein Transistor ja nicht gleichzeitig an/aus geschaltet werden kann muss eine kleine Verzögerung eingebaut werden, damit immer gewährleistet ist das ein Transistor immer nur ein Schaltimpuls bekommt, das bringt eine Zeitverzögerung mit sich und das bei jedem Schaltvorgang.

Ein reines "Gefühlsargument" deinerseits. Wo ist das Problem mit dieser (sehr kurzen) Totzeit? In der Praxis gibt es keines, wieder das Gesamtsystem betrachtend.

Das nächste Problem, alle reden davon wie klangschädlich die Spulen und Kondensatoren einer passiven Box im Vergleich zu Aktiv-Box sind/klingen und welche große Nachteile das im Impulsverhalten hat und Phasendrehungen etc.

So ein Schaltverstärker muss sein Audiosignal durch Ferritkernspulen und dünne Drähtchen drücken, welche in einem High End Lautsprecher nichts zu suchen hat vor allem wenn da richtig was durch geht, da geht man auf Luft Draht- und Folienspulen.

Die Verwendung von sog. "audiophilen" Bauteilen, die für NF gedacht sind, wäre im HF-Bereich fatal. Ein axialer "audiophiler" großer Folienkondesator ist für HF eine Spule, während eine Folienspule der technische worst-case für eine Induktivität ist, bei HF ist das ein Kondensator. Und eine Luftspule wäre eine reine HF-"Dreckschleuder".
Bei aktuellen Class-D-Konzepten ist das Ausgangsfilter ausserdem in-the-loop. Wie jedes(!) korrekt implementierte sampelnde System (also auch die Kette ADC-->DAC z.B.) verhält sich das ganze wie die Verkettung der beteiligten Tiefpässe, und die sind schon klanglich transparent implementiert (ausser bei 44.1kHz, wo es in der Tat knapp ist).

Also für eine „Aktive Box“ hat es in meinen Augen, die gleichen in dem Fall sogar noch schlechtere Bauteile im Signalweg.

Wendet man die richtigen Kriterien an, auf diese Bauteile, sind die gewählten (in guten Class-D-Modulen) Bauteile die passenden.

Zu allem obigen siehe dazu:
http://hypex.nl/docs/emi.pdf
Sowie der Rest der dort zu findenden Artikel, hab ich weiter oben schon verlinkt.

Und nun zum Klang.
Ich kenne durch die Studios in denen ich schon war und LS gehört habe, wie sich „typische“ passive/aktiven mit Class A/B und aktive / passive mit Class D, und Class A anhören.

Die Class D Verstärker in Zusammenhang aktiv/passiv-LS, haben in meine Ohren immer kalt, steril und unmusikalisch angehört.

Aktiv-LS mit A/B Verstärker klangen dagegen in der Regel immer „richtiger“, tiefer und feiner.

Dem kann man tlw. sicher zustimmen. Ich habe z.B. kleinere ADAMs auch als eher "spitz" im Klang empfunden, mal bei einer Kaufshilfestellung für jemanden (der dann Genelecs genommen hat). Ich denke mir aber, dass Class-D am ehesten dem Ideal "Draht mit Verstärkung" nahekommt, d.h. die Wärme und Musikalität ist eigentlich nur eine scheinbare, durch Hinzufügung im Amp entstehende. Will sagen, es ist nicht etwa so, das Wärme etc. durch Class-D entfernt würde, sondern traditionelle Technik (und speziell feedback-lose) fügt sie hinzu. Was man nun will oder braucht, muss jeder für sich entscheiden, zumindest im Studio hielte ich jede euphonische Verfärbung eher für ungebracht.

Vielleicht kann man ja mal so ein Class D Verstärker mit richtig fetten Luft Draht- Folienspulen aufbauen statt der kleinen Kernspulen, vielleicht war es das schon, aber im Moment ist es für mich ein „no go“.

Wie gesagt, das wäre ein totales Disaster. Es schon richtig so, wie das die kompetenten Leute machen (es gibt natürlich auch genug Schrott bei Class-D, irgenwas gedankenlos zusammengeknüppeltes).

Grüße, Klaus

[Replace E]

AW: Geschaltete Verstärker, auch "Digitalverstärker" genannt

Wie wir ja nun in allerlei Foren und an uns selbst immer wieder erleben können, hat Hifi sehr viel mit Emotionen zu tun.

Nach dem Wenigen, was ich von der Technik der Class-D-Verstärker begriffen habe, hat diese Art der Verstärkung absolut nichts mehr, was ich irgendwie mit Emotionen in Verbindung bringen würde.
In meinen Augen repräsentieren diese Geräte die technische Nüchternheit par excellence.

Für Gefühlsmenschen ist dieser Nachteil durchaus wesentlich.

Selbst wenn Class-D-Verstärker noch so große klangliche Fortschritte machen sollten, werden sie es IMHO in der Hifi-Welt immer schwer haben.

In meinen Subwoofern lasse ich sie noch gelten.
Aber als Haupt-Amp käme mir sowas nie ins Haus.

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AW: Geschaltete Verstärker, auch "Digitalverstärker" genannt

Na warten wir einfach mal ab.

Es gibt seit so vielen Jahren die Class A und A/B Technik, lassen wir den Class D auch mal Zeit.

Eine andere Frage für mich wäre der „reale“ Dämpfungsfaktor der ja mit immer gerne im Zusammenhang mit passiven LS wegen der passiven Filter/Spulen als äußerst schlecht dargestellt wird und die Stärke von Aktive-LS sein soll.

Ist aber nun ein passives Filternetzwerk im Signalweg des Class D Verstärkers, müsste es ja auch da etwas schlechter werden, oder?

Das andere, eine Class A/B Endstufe ohne Filterspulen im Signalweg, liefert wenn das Netzteil dafür ausgelegt ist, eine große Dynamik und kann Dynamikspitzen ziemlich schnell und ohne Dämpfung frei umsetzen.
Wie sieht das bei Class D mit seinen passiven Filtern aus?

Zum Thema Spulen, man kann ja Audiospulen mit großem Querschnitt verwenden und mit Mu und CU Metallschirmung isolieren, oder?

Wie gesagt, ich habe keinen technischen Hintergrund, es sind nur ein paar Überlegungen das ich die Class D Technik für spannend halte, aber denke das es noch in den Kinderschuhen steckt.